简单和高制的肺上芯片模型用于研究使用人类原发性肺细胞研究呼吸道病毒感染

科学领域:

• 呼吸系统病毒研究研究
• 在体外建模模型.
• 微流体学 微流体学

背景情况:

• 空气传播病毒 (如冠状病毒,流感) 对公众健康构成重大风险.
• 目前的临床前模型不足以模仿人类呼吸道组织,限制了疾病和药物疗效的预测.
• 现有的模型经常使用细胞系或动物研究,阻碍了准确的机械洞察力.

研究的目的:

• 开发和验证一种新型的,高度的微流体芯片,用于在空气-液体接口 (ALI) 上培养人类初级支气管上皮细胞 (hPBECs).
• 为了使有力的呼吸道病毒体外感染研究,促进疾病机制和宿主反应的分析.
• 为研究空气传播的病毒病原体提供可复制和安全的平台.

主要方法:

• 在密封的培养皿内设计了一个被动流,双腔微流体芯片,用于安全的,高制培养hPBECs在ALI.
• 在一个大面积的膜上培养长达4周的利用差异化hPBECs.
• 进行了人类冠状病毒NL63 (HCoV-NL63) 的尖端感染,通过RT-qPCR监测了感染动力学,并使用免疫光和分子分析分析了免疫反应.

主要成果:

• 在ALI成功培养了在芯片上长时间 (长达4周) 的分化hPBEC.
• 在hPBEC ALI模型中证明了HCoV-NL63的强大的感染和复制.
• 在多个捐赠者的感染细胞中观察到基于干扰素的免疫反应增加和病毒反应途径 (例如,ISG15,IFIT1) 的上调.

结论:

• 开发的微流体芯片为呼吸道病毒的高制体内研究提供了可复制和可扩展的平台.
• 这个模型精确地模仿了人类呼吸道上皮质,提供了对病毒病原和治疗干预措施的改进预测.
• 该平台促进了对宿主-病原体相互作用和对空气传播病毒感染的免疫反应的详细分析.